问题:
如果机械应力改变了精密模拟IC的校准,是否意味着安装不正确会导致这些IC不准确?
答案:
确实如此!但不必过于担心。我们最近讨论了有关的机械装置。如果将一个导体薄膜附加在绝缘体表面,则导体的电阻将随着绝缘体的弯曲而发生 改变。如果这个导体是精密IC的电阻,那么应力将会影响电路的校准。
在绝大多数情况下,这并不是一个严重的问题。精密模拟IC通常依赖于电阻的匹配,而不是绝对阻值。如果芯片布局已完成,那么所有关键电阻所受的应力也会相同,因此即使在绝对阻值发生变化的情况下,也能保持电阻匹配。
此外,如果芯片采用标准封装,当将它安放置电路板上时会引发微小的应力变化,其引脚(或焊盘)及引线能将芯片与这种应力进行隔离。如果装有精确模拟IC的电路板发生弯曲或扭曲,那么在精度改变之前,有可能焊点就先受到损坏。
当对IC进行某种形式的机械组装时,可能或确实会遇到问题。对于温度传感器、光传感器、加速计以及陀螺仪等传感器来说,这是极为常见的。
一些工程师认为,这些传感器IC应当被“牢固地”安装,因而会用比一般所需或安全更大的夹紧力来固定它。IC体积小,重量轻,大多仅为数十或数百毫克,最重的也不过几克,在多数情况下,1牛顿1的夹紧力就足以使IC牢固地安装在电路板上,同时不会影响校准。
我曾经见过为了获得良好的热传导而被牢固安装的温度传感器,夹紧力约为200N(牛顿),这使得校准偏移了8°C以上。实验表明:随时着安装力从1N到200N变化,器件与基底之间热导率的变化是测量不出来的-但是,这种应力却影响了校准。
在机械结构中安装IC应当尽量采用较小的力。如果用螺丝座固定,可以使用少许泡沫来减小压力,并使安装更安全。不过,在温度传感器和测量表面之间不应该有泡沫,因为这会降低热导率;在陀螺仪/加速计及电路板之间也不应该有泡沫,因为这会抑制高频振动。